【手続補正書】
【提出日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】              明細書
【発明の名称】    電池極板の製造方法及び製造装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  柔軟性セパレータをほぼ水平な状態で所定位置まで搬送し位置決めする工程と、この所定位置のセパレータの上方のほぼ中央部に、極板をほぼ垂直な状態で配置する工程と、このセパレータの両側を端部ほどより高く持ち上げて、中央部の極板の両面に密着させて挟み込む工程とを備えたことを特徴とする電池極板の製造方法。
【請求項２】  柔軟性セパレータをほぼ水平な状態で所定位置まで搬送し位置決めするセパレータ搬送装置と、この所定位置のセパレータの上方のほぼ中央部に、極板をほぼ垂直な状態で配置する極板支持装置と、この所定位置のセパレータの下方の両側にそれぞれ配置され、揺動によってセパレータの両側を端部ほどより高く持ち上げて、中央部の極板の両面に密着させて挟み込む折曲ガイドとを備えたことを特徴とする電池極板の製造装置。
【請求項３】  前記所定位置のセパレータの下方に、極板を挟み込んだセパレータを挿入する溝が形成されたキャリアが配置されると共に、極板支持装置が、セパレータによって極板が挟み込まれると、この極板の支持を解除するものであり、折曲ガイドが、セパレータによって極板を挟み込んだ後に、これらを把持して下降し、キャリアの溝に挿入するものであることを特徴とする請求項２に記載の電池極板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極板を柔軟性セパレータで挟み込んだ鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池又は酸化銀−亜鉛蓄電池等の電池極板の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の鉛蓄電池では、ガラス繊維を用いて折り曲げ加工を可能にした柔軟性セパレータが利用されている。この柔軟性セパレータ２は、図８に示すように、中央部で折り曲げてＵ字形にし、この間に正極板１を挟み込んで使用する。
【０００３】
上記正極板１を柔軟性セパレータ２で挟み込む従来の電池極板の製造装置の一例を示す。柔軟性セパレータ２は、図９に示すように、長尺なまま搬送ローラ１１を介して下方のガイド板１２の間に送り込まれる。そして、カッタ１３で所定の長さに切断されると、図１０に示すように、ガイド板１２の間をストッパ１４に当たるまで落下して、垂直な状態で位置決めされる。なお、この柔軟性セパレータ２は、カッタ１３で切断される前に、所定長さの中央部を押圧板１５でプレスされて幅方向に沿った凹部２ａが形成され、折り曲げ易くなるようにしている。
【０００４】
上記ガイド板１２の背後側には、このガイド板１２を上下から大きな曲率で後方に向けて湾曲させた折曲ガイド部１２ａが形成されている。また、このガイド板１２の手前側には、図示しない搬送装置によって正極板１が水平な状態で配置される。そして、図１１に示すように、この正極板１をガイド板１２の隙間から奥に向かって押し出すことにより、柔軟性セパレータ２の中央部を押圧して折曲ガイド部１２ａの湾曲に沿うように折り曲げる。すると、図１２に示すように、この柔軟性セパレータ２が凹部２ａで二つ折りになって正極板１を挟み込んだ状態となる。なお、この正極板１は、図１３に示すように、さらに奥に押し出すことにより、柔軟性セパレータ２と共にガイド板１２の背後側から搬出され、ここに配置されたキャリア１６の溝内に嵌まり込む。そして、このキャリア１６が図示しないターンテーブルと共に回転することにより、正極板１を柔軟性セパレータ２に挟み込まれた状態で取り出すことができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記製造装置では、柔軟性セパレータ２がカッタ１３で切断された後に自重でストッパ１４の位置まで落下しても、跳ね返り等によってすぐには所定位置に静止しない。このため、製造ラインの速度を速めるために、正極板１の押し出しのタイミングを早くすると、図１４に示すように、柔軟性セパレータ２が斜めの状態で折り曲げられて、正極板１を挟む表裏の柔軟性セパレータ２に食い違いが生じたり、図１５に示すように、この柔軟性セパレータ２が少し浮いた状態で折り曲げられて、正極板１を挟む表裏の柔軟性セパレータ２にズレが生じるおそれがある。
【０００６】
このため、従来の電池極板の製造装置では、正極板１を柔軟性セパレータ２で挟み込む工程の高速化が困難になったり、ある程度の食い違いやズレを許容すると、電池に無駄な空間が多くなるという問題が生じていた。
【０００７】
また、従来の電池極板の製造装置では、柔軟性セパレータ２をガイド板１２の折曲ガイド部１２ａに沿わせて押し込むことにより折り曲げていたので、この折曲ガイド部１２ａと柔軟性セパレータ２の摩擦によりガラス繊維に亀裂が生じ易くなり、部品不良によって歩留りが低下するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、柔軟性セパレータを高速で精度良く折り曲げて極板を挟み込むことができる電池極板の製造装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電池極板の製造方法は、柔軟性セパレータをほぼ水平な状態で所定位置まで搬送し位置決めする工程と、この所定位置のセパレータの上方のほぼ中央部に、極板をほぼ垂直な状態で配置する工程と、このセパレータの両側を端部ほどより高く持ち上げて、中央部の極板の両面に密着させて挟み込む工程とを備えたことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、柔軟性セパレータが水平な状態で所定位置まで搬送されるので、高速に動作させても、すぐに所定位置に静止させることができる。また、この柔軟性セパレータは、両側を持ち上げられて極板の両面に密着されて挟み込まれるので、無理な摩擦力が加わるようなことがなくなる。
請求項２の電池極板の製造装置は、柔軟性セパレータをほぼ水平な状態で所定位置まで搬送し位置決めするセパレータ搬送装置と、この所定位置のセパレータの上方のほぼ中央部に、極板をほぼ垂直な状態で配置する極板支持装置と、この所定位置のセパレータの下方の両側にそれぞれ配置され、揺動によってセパレータの両側を端部ほどより高く持ち上げて、中央部の極板の両面に密着させて挟み込む折曲ガイドとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、柔軟性セパレータが水平な状態で所定位置まで搬送されるので、高速に動作させても、すぐに所定位置に静止させることができる。また、この柔軟性セパレータは、下面の両側を折曲ガイドによって支えられて揺動動作により持ち上げられるので、無理な摩擦力が加わるようなことがなくなる。
【００１１】
請求項３の電池極板の製造装置は、前記所定位置のセパレータの下方に、極板を挟み込んだセパレータを挿入する溝が形成されたキャリアが配置されると共に、極板支持装置が、セパレータによって極板が挟み込まれると、この極板の支持を解除するものであり、折曲ガイドが、セパレータによって極板を挟み込んだ後に、これらを把持して下降し、キャリアの溝に挿入するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、折曲ガイドによって折り曲げられた柔軟性セパレータが極板を挟んだままキャリアの溝に挿入されるので、次工程への搬送が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１〜図８は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は電池極板の製造装置の平面図、図２は折曲装置の動作を説明するための正面図、図３は折曲装置の折曲ガイドが揺動しているときの正面図、図４は折曲装置の折曲ガイドが柔軟性セパレータを折り曲げ終えたときの正面図、図５は折曲ガイドに挟持された正極板と柔軟性セパレータを示す部分拡大正面図、図６は折曲ガイドに挟持された正極板と柔軟性セパレータをキャリアの溝に嵌め込む際の動作を説明するための部分拡大正面図、図７は正極板と柔軟性セパレータがキャリアの溝に嵌まり込んだときの部分拡大正面図である。なお、図８〜図１５に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１５】
本実施形態は、鉛蓄電池の正極板１を柔軟性セパレータ２で挟み込む装置について説明する。柔軟性セパレータ２は、図１に示すように、細長い長方形状に切断されて押出装置３の前方（図１では上側）に水平な状態で供給される。柔軟性セパレータ２は、ガラス繊維をマット状にしたものであり、従来と同様に長尺なマット材を切断することにより長方形状として例えば側方から供給すればよい。また、この柔軟性セパレータ２の裏面の中央部には、従来と同様に幅方向に沿った凹部２ａを形成しておく。押出装置３は、柔軟性セパレータ２が供給されると、これを前方に押し出して、ストッパ４に側面を当接させる。この際、柔軟性セパレータ２は、断面略Ｌ字でセパレ−タ長辺寸法よりわずかに広い間隔で対向して配置されたガイド７，７ａに支持されて水平方向に摺動するので、ストッパ４に当接したときにも跳ね返り等がほとんどなく速やかに所定位置に静止する。しかも、押出装置３の先端に押されるので、確実に所定位置に位置決めすることができる。なお、ここでは柔軟性セパレータ２の搬送距離が短くなるように、短辺方向に沿って搬送したが、長辺方向に沿って搬送することも可能である。
【００１６】
上記ストッパ４に当接した柔軟性セパレータ２の中央部の上方には、図２に示すように、正極板１が配置される。正極板１は、鉛合金のエキスパンドシートに正極活物質ペーストを充填したものであり、上端部の側方にリード部１ａが突設されている。なお、正極板１は、このようなエキスパンドシートを用いるものや鋳造格子式のものに限らず、任意の構造のものを用いることができる。この正極板１は、側面の肩部をチャッキングされて図示しない搬送装置により順次柔軟性セパレータ２の上方に搬送される。また、この際、柔軟性セパレータ２の中央部の上方に幅方向に沿って垂直に配置され、底面が柔軟性セパレータ２の表面に接するかわずかに浮いた位置に固定される。
【００１７】
上記ストッパ４に当接した柔軟性セパレータ２の下方には、折曲装置５が配置されている。折曲装置５は、柔軟性セパレータ２の両側のすぐ下方にそれぞれ折曲ガイド５ａ，５ａを設けている。折曲ガイド５ａ，５ａは、柔軟性セパレータ２の中央部の下方付近を中心として、それぞれ両端側が上下動するように揺動自在に支持されたガイド材である。柔軟性セパレータ２がストッパ４位置まで押し出される際には、これらの折曲ガイド５ａ，５ａは、ガイド面がほぼ水平に開いた状態となり、この上に柔軟性セパレータ２が摺動して来ることになる。そして、柔軟性セパレータ２がストッパ４に当接すると、折曲装置５の図示しないシリンダがクランク機構５ｂ，５ｂを介してこれらの折曲ガイド５ａ，５ａを押し上げて揺動させる。すると、図３に示すように、上方の正極板１によって中央部を押さえられた柔軟性セパレータ２の両側が、これらの折曲ガイド５ａ，５ａに持ち上げられて、裏面の凹部２ａを中心に折れ曲がる。また、折曲ガイド５ａ，５ａがさらに揺動することにより、図４に示すように、これらの折曲ガイド５ａ，５ａのガイド面がほぼ垂直となり、正極板１の両面に折れ曲がった柔軟性セパレータ２をそれぞれ密着させるようになる。この際、柔軟性セパレータ２は、折曲ガイド５ａ，５ａに押されて、裏面の凹部２ａを中心に両側が揺動して正極板１を挟み込むことになるので、これら折曲ガイド５ａ，５ａのガイド面との間にほとんど摩擦が生じない。このため、柔軟性セパレータ２は、折り曲げのときにガラス繊維が擦れて亀裂を生じるようなことがなくなる。
【００１８】
図１及び図５に示すように、上記折曲ガイド５ａ，５ａによって折り曲げられた柔軟性セパレータ２の下方には、前後にそれぞれキャリア６，６が配置されている。これらのキャリア６，６は、上面と互いに向かい合う面に開口する溝６ａ，６ａが形成された搬送具であり、右方向に間歇的に搬送されるようになっている。そして、折曲ガイド５ａ，５ａが揺動して柔軟性セパレータ２を折り曲げ正極板１を挟み込むと、正極板１のチャッキングが解除されて、折曲装置５全体が下降する。従って、図６に示すように、折曲ガイド５ａ，５ａに挟持された正極板１と柔軟性セパレータ２も同時に下降し、これらの両端部がキャリア６，６の溝６ａ，６ａ内に嵌まり込む。また、折曲装置５が十分に下降すると、折曲ガイド５ａ，５ａが上記とは逆方向に揺動して正極板１と柔軟性セパレータ２の挟持を解放し、図７に示すように、これら正極板１と柔軟性セパレータ２がキャリア６，６の溝６ａ，６ａ内に完全に嵌まり込む。このようにして正極板１と柔軟性セパレータ２を嵌め込んだキャリア６，６は、右方向に搬送されて次工程に送られ、元の位置に次の空のキャリア６，６が搬送される。なお、折曲装置５は、全体が上昇して最初の位置に戻る。
【００１９】
本実施形態の電池極板の製造装置は、上記動作を繰り返すことにより、柔軟性セパレータ２を折り曲げて正極板１を挟み込む。しかも、柔軟性セパレータ２は、水平な状態で押出装置３に押されて摺動してストッパ４に当接する所定位置まで搬送されるので、高速に動作を行っても、直ちに所定位置に静止させることができる。また、この柔軟性セパレータ２は、折曲ガイド５ａ，５ａの揺動により折り曲げられるので、無理な摩擦力が加わって亀裂が生じるようなことがなくなる。さらに、このようにして正極板１を挟み込んだ柔軟性セパレータ２は、両端部をキャリア６，６の溝６ａ，６ａ内に嵌め込まれて保持されるので、容易に次工程に搬送できるようになる。
【００２０】
なお、上記実施形態では、ガラス繊維をマット状にした柔軟性セパレータ２を用いる場合について説明したが、二つ折りにして正極板１を挟み込むことができる柔軟性を有する電解質の透過性を有する絶縁体であれば、必ずしもこのようなものに限定されない。
【００２１】
また、上記実施形態では、折曲装置５の折曲ガイド５ａ，５ａが柔軟性セパレータ２の中央部の下方を中心として揺動する場合について説明したが、リンク機構等を用いて実際の柔軟性セパレータ２の折り曲げ部を中心に揺動させるようにすることも可能である。この場合には、柔軟性セパレータ２の折り曲げの際に摩擦が全く生じないので、この柔軟性セパレータ２に亀裂が生じるのを確実に防止することができる。
【００２２】
さらに、上記実施形態では、正極板１を柔軟性セパレータ２で挟み込む場合について説明したが、負極板を柔軟性セパレータ２で挟み込む場合にも同様に実施可能である。
【００２３】
さらに、上記実施形態では、鉛蓄電池の電極板の製造装置について説明したが、電極板を柔軟性セパレータ２で挟み込む電池であれば、この電池の種類は問わない。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池極板の製造方法及び製造装置によれば、柔軟性セパレータを水平な状態で所定位置まで搬送し、すぐに静止させることができるので、この柔軟性セパレータが食い違って折り曲がったり、ズレて折り曲がるようなことがなくなり、製造ラインの高速化による生産性を向上させたり、部品精度を高めて電池の無駄な空間をなくすことができるようになる。
【００２５】
また、柔軟性セパレータが折り曲げ時に摩擦によって亀裂を生じるようなこともなくなるので、部品不良による歩留りの低下を防止することもできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態を示すものであって、電池極板の製造装置の平面図である。
【図２】
本発明の一実施形態を示すものであって、折曲装置の動作を説明するための正面図である。
【図３】
本発明の一実施形態を示すものであって、折曲装置の折曲ガイドが揺動しているときの正面図である。
【図４】
本発明の一実施形態を示すものであって、折曲装置の折曲ガイドが柔軟性セパレータを折り曲げ終えたときの正面図である。
【図５】
本発明の一実施形態を示すものであって、折曲ガイドに挟持された正極板と柔軟性セパレータを示す部分拡大正面図である。
【図６】
本発明の一実施形態を示すものであって、折曲ガイドに挟持された正極板と柔軟性セパレータをキャリアの溝に嵌め込む際の動作を説明するための部分拡大正面図である。
【図７】
本発明の一実施形態を示すものであって、正極板と柔軟性セパレータがキャリアの溝に嵌まり込んだときの部分拡大正面図である。
【図８】
柔軟性セパレータに挟み込まれる正極板と挟み込まれた正極板を示す斜視図である。
【図９】
従来例を示すものであって、電池極板の製造装置の正面図である。
【図１０】
従来例を示すものであって、柔軟性セパレータを切断して落下させたときの正面図である。
【図１１】
従来例を示すものであって、柔軟性セパレータを折り曲げるときの部分拡大正面図である。
【図１２】
従来例を示すものであって、柔軟性セパレータを折り曲げたときの部分拡大正面図である。
【図１３】
従来例を示すものであって、正極板を挟み込んだ柔軟性セパレータをキャリアに収納したときの部分拡大正面図である。
【図１４】
従来例を示すものであって、正極板を挟み込んだ柔軟性セパレータに食い違いが生じた場合の平面図である。
【図１５】
従来例を示すものであって、正極板を挟み込んだ柔軟性セパレータにズレが生じた場合の平面図である。
【符号の説明】
１    正極板
２    柔軟性セパレータ
３    押出装置
４    ストッパ
５    折曲装置
５ａ  折曲ガイド
６    キャリア
６ａ  溝